Introdução àCura por Radiação
- Matérias-primas
- Formulações
Formulação
1. Resina(s) insaturada(s)– Propriedades básicas
2. Monômeros– Redução de viscosidade
– Crosslinking (reticulação)
3. Fotoiniciadores– Geração de radicais ou cátions
4. Pigmentos e cargas– Cor
– Lixamento
– Preenchimento
5. Aditivos– Performance final
ou
UV
EB
Produto curado
2
1. Resinas ou Oligômeros
Epóxi
Isocianato
Poliésteres
Ácido acrílico
Polióis
Máterias-Primas usadas na Produção de Resinas
O
O
- Éter- Éster- Uretano- Epóxi
O
O
4
Principais Tipos de Oligômeros
Epóxi acrilado
Uretano acrilado
Poliéster acrilado
Poliéter acrilado
Acrílico acrilado
5
Oligômeros Acrilados
Maiores responsáveis pela performance do filme curado
Elevado peso molecular
– 500 – 5.000 g/mol
Elevada viscosidade
– Requerem diluição (Monômeros)
Funcionalidade
– Na cura por UV indica o número de grupos insaturados (comumente grupos acrílicos). Quanto maior a funcionalidade geralmente maior a velocidade de cura.
– 1-32
6
Epóxi Acrilado
Resina
– Baixo custo
– Elevada reatividade
– Baixo peso molecular
– Elevada viscosidade
– Baixa umectação de pigmento
– “Baixa irritabilidade”
Filme curado
– Excelente resistência química
– Dureza
– Alto brilho
– Pouca resistência ao amarelamento
7
Epóxi Acrilado
Epóxi acrilado aromático difuncional
Epóxi acrilado modificado
Epóxi acrilado novolac
Epóxi acrilado alifático
8
Epóxi Acrilado Modificado
Redução de viscosidade
Modificação de reatividade
Promoção de flexibilidade
Baixo odor
Funcionalidade ácida
Custo mais elevado
9
Epóxi Acrilado ModificadoExemplos
Epóxi Acrilado Modificado com Ácido Graxo
– Promove umectação de pigmento
– Menor velocidade de cura
– Menor resistência a solvente
– Maior custo
Epóxi Acrilado Modificado com Óleo de Soja
– Promove umectação de pigmento
– Menor velocidade de cura
– Maior flexibilidade
10
Epóxi Acrilado Alifático
Elevada reatividade
Elevada flexibilidade
Baixo amarelamento
Parcialmente solúvel em água
Elevado custo
11
Funcionalidade = 1 Funcionalidade = 8
Flexibilidade Dureza
Amarelamento Não amarelamento
Moderada velocidade de cura Elevada velocidade de cura
Baixa viscosidade Elevada viscosidade
Uretano Acrilado
Variação de performance com a funcionalidade
Funcionalidade
12
Uretano Acrilado
Diacrilado
– Baixa viscosidade
– Baixa reatividade
– Maior flexibilidade
Octa-acrilado
– Elevada viscosidade
– Elevada reatividade
– Elevada dureza
– Excelente resistências química e física
13
Uretano Acrilado
Uretano Acrilado Alifático
– Elevada resistência ao amarelecimento (uso exterior)
– Elevada flexibilidade
– Maior custo
Uretano Acrilado Aromático
– Baixa resistência ao amarelecimento
– Maior rigidez
– Menor custo
14
Poliéster Acrilado
Boa umectação de pigmentos
Ampla extensão de viscosidade: 100 – 10.000 cP
Velocidade de cura moderada a rápida
Dureza e flexibilidade variadas
Baixo odor
Funcionalidade 2-6
Peso Molecular 300 – 3000 g/mol
15
Poliéster Acrilado Modificado
Boa flexibilidade
Boa aderência
Baixa resistência química
Não amarelamento
Ótima umectação de pigmento
Geralmente baixa viscosidade
16
Poliéster Acrilado ModificadoExemplos
Poliéster Acrilado Clorado
– Aderência em diversos substratos (metal e poliolefinas)
Poliéster Acrilado Modificado com Ácido Graxo
– Umectante de pigmento
Poliéster Insaturado
– Boa resistência química
– Boa resistência mecânica
– Baixa velocidade de cura
– Baixo poder de alastramento
– Baixo custo
17
Poliéter Acrilado
Baixíssima viscosidade
Boa reatividade
Boa flexibilidade
Boa umectação de pigmentos
Baixo odor, usados como substitutos de monômeros
18
Poliéter Acrilado Modificado com Amina
Características semelhantes ao Poliéter Acrilado
– Baixíssima viscosidade
– Boa flexibilidade
– Boa umectação de pigmentos
– Baixo odor, usados como substitutos de monômeros
Altíssima reatividade sem uso de Coiniciadores
– Exemplo: aminas
19
Acrílico Acrilado
Excelente aderência em diversos substratos
Baixa a moderada reatividade
Resistência ao amarelecimento
Boa flexibilidade
Elevado custo
20
Comparação das resinas
21
Tintas UV Base ÁguaPor quê?
Desvantagens de Tintas UV 100%
• Migração, odor e emissão de monômeros (rotulagem, segurança)
• Problemas de aderência devidoà retração na polimerização
• Correlação peso molecular /viscosidade
Desvantagens de Tintas Base Água
• Baixa resistência ao risco
• Limitado brilho
• Limitada resistência química
• Baixa resistência a blocking
• Necessidade de coalescentes (VOC)
• Baixa viscosidade com elevado PM (spray)
• Sem monômeros ou solventes
• Menor retração do polímero => melhor adesão
• Sem problema de blocking após a cura
• Boas propriedades mecâncias
• Boa resistência mecânica
• Maior facilidade para fosquear
Tintas UV Base Água
22
Tintas UV Base ÁguaResinas
Baixa viscosidade sem monômeros ou solventes
– Aplicação por spray ou cortina
– Fácil controle de viscosidade
Retração devido à perda de água
– Filmes finos aplicáveis
Excelente adesão em substratos difíceis
Fácil limpeza do equipamento
Reduzida inflamabilidade
Reduzida irritabilidade da pele
Passo de flash-off antes da cura UV
– Maior tempo de cura
– Uso de maior energia
Elevada tensão superficial da água
– Necessita aditivos de umectação
Vis
co
sid
ad
e
Peso Molecular
Dispersão
Solução de polímero
Vantagens
Desvantagens
23
Tintas UV Base ÁguaResinas
1ª. GeraçãoEmulsões de Cura UV
Resinas poliéster e epóxi acriladas emulsificadas
Vantagens– Elevada reatividade
– Excelentes resistências
– Fácil fosqueamento
– Fácil manipulação
– Boa estabilidade
Desvantagens– Apresentam tack após
evaporação da água
2ª. GeraçãoDispersões de Cura UV
Dispersões acrílicas e poliuretânicas de cura UV
Vantagens– Isento de tack depois da
evaporação de água, mesmo sem cura UV
– Maiores resistências após a cura UV
– Boas propriedades mecânicas (relação dureza / flexibilidade)
Desvantagens– Maior dificuldade de limpeza
24
2. Monômeros
Monômeros
Quimicamente: moléculas insaturadas (possuem duplas ligações)
Podem ser do tipo
– Acrílicos
– Metacrílicos
– Vinílicos
– Alílicos
Na maioria das formulações curadas por radiação UV são utilizados os monômeros acrílicos, já que estes apresentam maior velocidade de cura que os outros monômeros insaturados (metacrílicos e vinílicos)
26
MonômerosFunções na Formulação
Diluição das resinas (oligômeros)
Melhoria na umectação dos substratos
Modificação das características físicas finais (flexibilidade, dureza, velocidade de cura) da formulação
Melhoria na aderência em substratos difíceis
27
MonômerosClassificação
Número de insaturações
– Mono, Bi, Tri, Tetra, Penta e Hexafuncionais
– A funcionalidade dos monômeros é fundamental para variar as a velocidade de cura e propriedades físico-químicas dos produtos (elongamento, flexibilidade, dureza, resistência química, etc)
Tipo químico
– Hidrocarbonetos (alcanos) alifáticos e ciclo-alifáticos, éteres derivados do PO (óxido de propileno) e EO (óxido de etileno), aromáticos, derivados do butadieno, poliéster/poliéterderivados.
28
Monômeros
Propriedade Mono Di Tri Tetra Penta
Velocidade de cura Baixa Rápida
Flexibilidade Flexível Quebradiço
Dureza Baixa (mole) Duro
Resistência a
Solventes
Menor Maior
Shrinkage
(Retração)
Baixa Alta
29
Monômeros Monofuncionais
Excelentes para diluição dos oligômeros
– Permitem formular com maior concentração de oligômeros e por isso alteram menos as propriedades do filme determinadas pelos oligômeros. Exemplo: alto brilho e baixa viscosidade com Epóxi Acrilada (EA): o ideal é formular com alta concentração de EA, pois ela tem um alto índice de refração e alto brilho.
Exemplos
– EOEOEtAcrilato rápido, bom poder solvente
– EO4Nonil Fenol Acrilato flexível, boa umectação
– Caprolactona Acrilato muito flexível, baixa volatilidade
– Lauril Acrilato hidrofóbico, flexível, baixaespuma
30
Monômeros Difuncionais
Bom poder de diluição
– Aumentam a velocidade de cura e a rigidez, se comparados com os monofuncionais. Os derivados de PO são excelentes umectantes para pigmentos; os de EO são mais rápidos que os PO. Os PO tem menor tensão superficial que os EO e os alcanos.
Exemplos
– TPGDA: um dos mais utilizados. Apresenta bom poder de diluição e boa velocidade de cura, além de custo baixo
– (PO)2NPGDA: um dos melhores umectantes bifuncionais para pigmentos. Velocidade de cura = TPGDA, maior flexibilidade e dureza que TPGDA.
– PEG600DA: solúvel em água. 31
Monômeros Trifuncionais
A utilização de monômeros trifuncionais tende a aumentar a rigidez do filme, mas escolhendo entre diferentes monômeros trifuncionais a rigidez pode ser diminuída mantendo a alta velocidade de cura:
Velocidade de cura decrescente:
TMP(EO)6TA > TMP(EO)3TA ~ TMP(PO)6TA > TMP(PO)3TA ~ TMPTA
Os POs são excelentes umectantes de pigmentos. Os EOssão mais rápidos que os POs. Quanto maior a EO maior a solubilidade em H2O.
32
MonômerosTMPTA
Aumento de grupos POs
– Diminui a velocidade de cura
– Aumenta a flexibilidade
– Aumenta a resistência química
– Baixo shrinkage (encolhimento, retração)
33
Velocidade de Cura X Funcionalidade
Ve
loci
dad
e d
e c
ura
(m
/min
)
34
Elongamento X Funcionalidade
35
Resistência à Tração X FuncionalidadeR
esi
stê
nci
a à
traç
ão (
psi
)
36
Monômeros Tetra e Pentafuncionais
São utilizados como aditivos
– Aumento da resistência química
– Aumento da velocidade de cura superficial ao invés de aumentar o fotoiniciador na formulação
Exemplos
– Relação de viscosidade em misturas com Epóxi acrilado
(5EO) PetaTetra << PentaErPentaA ~ DiTMPTetraA <<< DiPentaPentaA
(5EO)PetaTetra = Elongação semelhante ao TMPTA porém mais rápido que este último
37
3. Fotoiniciadores
Fotoiniciadores
Radicais livres
Catiônicos
39
FotoiniciadoresDefinição e mecanismo
Fotoiniciadores são aditivos fotolatentes
A radiação UV inicia a decomposição em radicais livres (ou cátions) através da absorção de luz UV pelo fotoiniciador
Radicais atacam as ligações duplas dos oligômeros e monômeros e iniciam uma reação em cadeia
Rede de ligações cruzadas é formada se os oligômeros e monômeros contêm mais que uma dupla ligação.
FilmeReticulação
do Polímero
Decomposição em
radicais livres
X●●
Fotoiniciador inativo
XGatilho
h*
+
40
Fotoiniciadores
Coiniciador
– componente que ao absorver a luz, auxilia o fotoiniciador na produção de radicais livres.
Cromóforo
– grupo funcional do fotoiniciador e o qual define a faixa de absorção da luz.
Absorção de luz
– ocorre quando a luz encontra um grupo cromóforo conveniente para a absorção de fótons de um comprimento de onda definido (emitido pela lâmpada UV).
41
FotoiniciadoresGrupos Cromóforos
Cromóforo λmax (nm)
C=C-C=O 350
N=O 660
N=N 350
C=O 280
Antraceno 380
Naftaleno 310
Benzeno 260
C=C-C=C 220
C=C 180
C-H < 180
C-C < 18042
Longos comprimentos de onda, importantes para cura em profundidade adesãode sistemas pigmentados
Comprimentos de onda médios contribução para cura em profundidade
Comprimentos de onda curtos, cura superficialde sistemas de cura UV
UVC
200 nm
UVB280 nm
UVA315 nm
380 nm
100 nm
visível
Raios-X
FotoiniciadoresMecanismo de reação (Fotólise)
Norrish Tipo I: Clivagem α
– Clivagem fotoquímica ou homólise de aldeídos e cetonas em dois radicais livres intermediários. Exemplos: α-Hidroxicetonas, α-Aminocetonas, BAPO, ...
Norrish Tipo II: abstração de H
– Abstração intramolecular de hidrogênio g por compostos carbonílicos excitados. Exemplo: Benzofenona, Isopropiltioxantona,…
– Abstração intermolecular de doadores de hidrogênio, por exemplo, Aminas ou resinas modificadas com amina, por compostos carbonílicos excitados, por exemplo, Benzofenona, … 43
Norrish Tipo I: Clivagem α
α-Hidroxicetona
O
OH h· C O
+OH. sub produtos
Polimerização
44
Norrish Tipo II: Abstração de H
Benzofenona
H·
Tranferência
de hidrogênio
OR
O
Polímero
+
OH
.
sem iniciação
N
OH
OH
.
subprodutos
N
OH
OH+
Coiniciador
N-metildietanolamina
(MDEA)
O
Fotoiniciador
Benzofenona
h·
O
Fotoiniciador
excitado
*
45
Principais Fotoiniciadores Tipo I
Benzildimetilcetais
α-Hidroxicetonas
α-Aminocetonas
Óxidos de acilfosfina
Fenilglioxilatos
Poliméricos
46
Fotoiniciadores Tipo IBenzildimetilcetal (BDK)
47
O
OO
2,2-dimetoxi-1,2-difeniletan-1-ona– λ = 254, 337 nm
– Primeiro fotoiniciador introduzido no mercado,na década de 1970
– Pó cristalino branco a levemente amarelado
– Apresenta amarelamento após cura,limitando o uso a camadas inferiores
Aplicações– Primers e massas baseados em poliéster insaturado para madeira e
substitutos de madeira
– Tintas e vernizes gráficos baseados em acrilatos para papel, metal e plásticos
Fotoiniciadores Tipo Iα-Hidroxicetonas (AHK)
2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propanona – λ = 245, 280, 331 nm
– Líquido, com boas propriedades de solvência
– Altamente apropriado para blendas com outros fotoiniciadores
– Elevada eficiência para cura de superfície, ou pouco mais reativo do que a 1-hidroxiciclohexilfenilcetona
Aplicações– Vernizes acrilados para madeira, papel, metal e plásticos e vernizes gráficos
O
OH
48
Fotoiniciadores Tipo Iα-Hidroxicetonas (AHK)
1-hidroxiciclohexilfenilcetona – λ = 246, 280, 333 nm
– Pó cristalino esbranquiçado
– Baixo amarelamento, média volatilidade
– Elevada eficiência para cura de superfície
Aplicações– Vernizes acrilados para madeira, papel, metal e plásticos e vernizes gráficos
– Principal uso em vernizes e como fotoiniciador para superfície em sistemas pigmentados
– Especialmente recomendado para uso em aplicações de uso exterior
O OH
49
Fotoiniciadores Tipo Iα-Aminocetonas (AAK)
2-metil-1[4-(metiltio)fenil]-2-morfolinopropan-1-ona– λ = 232, 240, 307 nm
– Odor
Aplicação– Cura de profundidade em tintas
gráficas pigmentadas
2-benzil-2-dimtilamino-1-(4-morfolinofenil)-butanona-1– λ = 233, 324 nm
Aplicação– Cura de profundidade em tintas
gráficas pigmentadas, com excelente performance
N OC
O
CS NO
O
N
50
Fotoiniciadores Tipo IÓxidos de Acilfosfina
Óxido de bisacilfosfina (BAPO)– λ = 360, 365, 405 nm
– Pó amarelo esverdeado
– Baixo odor, baixa volatilidade
Aplicação– Tintas e tintas gráficas
pigmentadas com excelente cura em profundidade
– Aplicações de elevada espessura
Óxido de monoacilfosfina (MAPO)– λ = 295, 380, 393 nm
– Pó amarelo esverdeado
– Boa solubilidade, baixo odor, baixo amarelamento
Aplicação– Tintas e tintas gráficas
pigmentadas com muito boa cura em profundidade
P
OO O
P
OO
51
Fotoiniciadores Tipo IFenilglioxilato
Éster metílico do ácido Fenilglioxílico– λ = 255, 325 nm
– Líquido levemente amarelado
– Baixo amarelamento após a cura
– Excelente propriedades de cura em superfície(resistência a manchamento)
– Permite desenvolvimento de verniz com excelente adesão
Aplicações– Revestimentos para pisos
– Revestimentos para parquet (pisos de madeira)
– Revestimentos de plásticos e metais
O
O
O
52
Fotoiniciadores Tipo IPoliméricos
Elevado peso molecular– Solubilidade mais limitada
– Viscosidade mais elevada
– Baixíssima tendência à migração
Aplicações– Tintas para embalagens
de alimentos
53
Exemplo de umfotoiniciador polímerico
Fotoiniciadores Tipo IIFotossensibilizadores
Benzofenona– λ = 360, 365, 405 nm
– Flocos brancos
– Baixa inibição por oxigênio
– Maior velocidade de cura aumenta com aminas ou resinas modificadas com aminas
Aplicação– Onde há moderadas
expectativas com respeito a cor e odor
Isopropiltioxantona– λ = 380 nm
– Pó amarelo páliod
Aplicação– Como fotoiniciador auxiliar em
sistemas pigmentados
O
54
FotoiniciadoresResumo
• Absorve a luz abaixo de 300 nm
• Moderado em termos de cor e odorBenzofenonas (BP)
• Amarelamento após cura – limitação de uso
• Cura de supefície
• Ideal para fillers e primers
Benzildimetilcetal(BDK)
• Absorve luz abaixo de 300 nm
• Cura de superfície
• Para vernizes
α-Hidroxicetonas(AHK)
55
FotoiniciadoresResumo
• Absorve luz acima de 300 nm
• Excelente cura em profundidade
• Para sistemas pigmentados transparentes
α-Aminocetonas(AAK)
• Absorve luz acima de 380 nm
• Ideal para sistemas pigmentados opacos
• Excelente cura de profundidade
Óxidos de acilfosfina(MAPO/BAPO)
• Baixo amarelamento
• Excelente cura de superfície
• Para vernizesFenilglioxilato (PG)
• Maior peso molecular
• Baixíssima migração
• Tintas de embalagens de alimentosPoliméricos
56
Fotoiniciadores
Excitação eficiente do fotoiniciador através da emissão de luz pela lâmpada
Ab
so
rção
do
s f
oto
inic
iad
ore
s
(AH
K,
AA
K,
MA
PO
e B
AP
O)
Em
issão
da lâ
mp
ad
a d
e H
g
57
FotoiniciadoresCritérios de Seleção
Propriedades de cura
Perfil de Absorbância (ativação/comprimento de onda/energia)
Comportamento da Cura (profundidade/superfície, inibição por O2)
Eficiência e reatividade (velocidade e concentração)
Propriedades Físicas
Solubilidade em monômeros/oligômeros
Baixa volatilidade, sem migração (odor, fotofragmentos)
Rotulagem, indicação de segurança
Propriedades do filme
Amarelamento (depois da cura e exposição à luz)
Adesão do revestimento ao substrato
Sensibilidade ao preço58
FotoiniciadoresCura Superficial
Oxigênio
– Inibidor da cura superficial
– Deve gerar um número suficiente de radicais que compense o oxigênio.
Ozônio
– Também é inibidor da eficiência de cura superficial
• A retirada deve ser eficiente (para fora do equipamento)
• Limite de Segurança: 0,1ppm/8h de trabalho
– Recomendado o uso de aminas como coiniciadores
– Aumento da concentração de fotoiniciadores
– Avaliação da intensidade da lâmpada
59
Reação de supressão do estado excitado do fotoiniciador
[FI]* + O2 FI + O2*
Reação de captura do radical livre R• + O2 R – O – O•
Forte propagação Fraca propagação
Técnicas para minimizar os efeitos do O2– Usar um filme transparente (barreira para o Oxigênio)– Aumentar a intensidade da lâmpada UV (> fótons)– Utilizar atmosfera inerte (N2)– Utilizar aminas sinergísticas (sequestro do O2)
FotoiniciadoresInibição por Oxigênio
60
Formulação
Formulação
Foto-iniciador
Inicia a reaçãoInfluencia na cura
AditivosPropriedades das tintasEx: brilho, nivelamento,
estabilidade UV
Pigmentos e CargasColoração, lixamento, enchimento
MonômerosBaixo PM, ajuste viscosidade, densidade de ligações cruzadas
Monofuncionais: acrilado, estirenadoDi/tri/tetrafuncionais: acrilados
Resinas ou OligômerosAcrilados, Poliésteres insaturados:
Elevado PM, normalmente elevada viscosidadeInfluencia as principais propriedades da tinta / verniz:
reatividade, brilho, adesão, resistência, ...
1 – 5%
0 – 5%
0 – 50%
0 – 60%
25 – 95%
62
Formulação
DesempenhoPropriedades físico-químicas adequadas para o processo do cliente
PreçoBaixo custo de matérias-primas e produção
63
A formulação depende de vários fatores:
Tipo de
substrato
Madeira
Papel
Plástico
Metal
Vidro
Formulação
64
Tipo de
aplicação
Rolo
Pistola
Offset
Flexografia
Serigrafia
Propriedades do
revestimento
Resistência à luz
Flexibilidade
Aderência
Espessura
FormulaçãoTintas Gráficas
Formulação - Artes GráficasFlexografia - Substratos
Kraft
– Epóxi acrilados para menor absorção
Papel
– Epóxi acrilados e poliéster acrilados para brilho e baixa absorção
Filme
– Poliéster acrilados e blendas de oligômeros para aderência
Formulação - Artes GráficasFlexografia - Requisitos de Desempenho
Viscosidade
– Depende da escolha e proporção de oligômeros e monômeros. Viscosidade típica de 400 - 1000 cP (25°C)
Densidade de cor e reologia
– Interação do pigmento com o sistema de oligômeros e monômeros
Brilho
– Escolha dos oligômeros
Baixa absorção
– Depende do peso molecular dos oligômeros
Aderência
– Escolha dos oligômeros e monômeros
Velocidade de cura
– Funcionalidade dos monômeros e pacote de fotoiniciador
Dispersão de pigmento % Tinta %
Monômeros 0 – 30 Dispersão de
pigmento
45 – 60
Pigmento 25 – 40 Monômeros 30 – 50
Oligômeros (umectação,
aderência, cura,
absorção baixa)
30 – 50 Oligômeros
(reatividade, dureza,
flexibilidade)
0 – 20
Inibidor 0,1 – 1 Aditivos (ceras, etc.) 0 – 5
Fotoiniciadores 8 – 12
Formulação - Artes GráficasFlexografia
Espessura típica = 3 µm
Formulação - Artes GráficasOffset - Substratos
Papel
– Epóxi acrilados para velocidade de cura e baixo custo
Plásticos
– Poliéster acrilados e blendas de oligômeros para aderência
– Produtos de baixo odor quando para alimentos
Formulação - Artes GráficasOffset - Requisitos de Desempenho
Resistência a risco
– Uretano acrilado de alta funcionalidade
Resistência à água
– Monômeros de alta funcionalidade
Laminação
– Uretanos acrilados flexíveis
Dispersão de pigmento % Tinta %
Monômeros
(GPTA/TPGDA)
5 – 10 Dispersão de
pigmento
50 – 60
Pigmento 25 – 35 Monômeros 0 – 5
Oligômeros (umectação,
aderência, cura, fluidez)
– poliéster e/ou epóxi
50 – 60 Oligômeros
(reatividade, dureza,
flexibilidade)
0 – 30
Inibidor 0,1 – 1 Aditivos (ceras, etc.) 0 – 5
Fotoiniciadores 8 – 12
Formulação - Artes GráficasOffset
Viscosidade típica = 120 - 300 Poises (25°C)Espessura típica = 2 µm
Formulação - Artes GráficasSerigrafia - Variáveis
Custo
– BAIXO – Epóxi acrilados
Substrato
– PLÁSTICOS – Poliésteres acrilados especiais, uretano acrilados, acrílico acrilados, aminas acriladas
Resistência a risco
– Uretano acrilado de alta funcionalidade
Resistência à água e às intempéries
– Monômero ou uretano acrilado (de preferência alifático) de alta funcionalidade
Flexibilidade
– Uretano acrilado flexível e/ou IBOA ou TBCH
Resistência a solventes
– Epóxi acrilado ou uretano acrilado
Formulação - Artes GráficasSerigrafia - Requisitos de Desempenho
Dispersão de pigmento % Tinta %
Monômeros 5 – 40 Dispersão de pigmento
70 – 80
Oligômeros 20 – 80 Monômeros 0 – 15
Pigmento 5 – 50 (branco opaco)
Oligômeros (reatividade, dureza, flexibilidade)
0 – 15
Aditivos (controle de espuma)
0,3 – 1,5 Aditivos (nivelamento, fluidez)
0,3 – 1,5
Inibidor 0,1 – 1 Cargas / ceras 0 – 15
Fotoiniciadores 4 – 6
Formulação - Artes GráficasSerigrafia
Viscosidade típica = Plana: 40-300 Poises (25°C) Rotativa: 500 - 2500 cP (25°C)
Espessura típica = 8 a 30 μm
FormulaçãoMadeira
Formulação – MadeiraSubstratos
Aglomerado
• Móveis de baixo custo
MDF
• Móveis com melhor perfor-mance
Lâmina
• Móveis de alto custo
Chapa dura
• Produtos de elevada reatividade
76
substrato + massa UV
veio de impressão
verniz UV fosco ou brilhante
primer UV 1
primer UV 2
Formulação – MadeiraProcesso de impressão
77
Formulação - MadeiraProcesso de Pintura - Rolo
Massa
– Epóxi com cargas
Primer
– Epóxi/poliéster com alta pigmentação
Massa % Primer %
Epóxi acrilado 25 – 40 Epóxi acrilado 15 – 30
Cargas 40 – 70 Poliéster 0 – 25
Monômeros 5 – 10 Pigmento 10 – 30
Fotoiniciador 1,5 – 3 Fotoiniciador 3 – 5
Monômero 10 – 20
Carga 0 – 10
Aditivos 1 – 2
Espessura 60-100 g/m² Espessura 5-30 g/m²
Viscosidade Alta Viscosidade 20” CF6 – 120 KU
Formulação - MadeiraProcesso de Pintura - Rolo
Veio de impressão
– Epóxi – baixa viscosidade (boa definição do desenho)
Acabamento
– Epóxi (brilhante ou semi-brilho)
– Poliéster/uretanos (foscos)Veio de Impressão % Acabamento %
Epóxi acrilado 30 – 50 Oligômero acrilado 40 – 60
Monômeros 20 – 40 Monômeros 20 – 40
Pigmento/Corante 15 – 25 Fotoiniciador 2 – 5
Fotoiniciador 3 – 10 Fosqueante 0 – 12
Aditivos 0,5 – 5
Espessura 4 g/m² Espessura 5-30 g/m²
Viscosidade 20” – 60” CF4 Viscosidade 60” CF4 – 50” CF8
Controle de Qualidadee Aplicação
Controle de Qualidade
Viscosidade
Densidade
Fineza
Força de tingimento
Adesão
Estabilidade
Velocidade de cura
Nivelamento
81
Controle de Qualidade
Viscosidade
– Copos
– Viscosímetros placa-cone / placa-placa
– Viscosímetros rotacionais
82
Controle de Qualidade
Densidade
– Picnômetro
Fineza
– Grindômetro
83
Controle de Qualidade
Força de tingimento
– Espectrofotômetro
Adesão
84
Controle de Qualidade
Estabilidade
Velocidade de cura
Brilho / Nivelamento
85
Controle na Aplicação
Resistência a solventes
Scratch – Resistência ao risco
Blocking – resistência ao empilhamento
Coeficiente de fricção (slip)
Resistência à Abrasão
Encolhimento / Retração (shrinkage)86
glass plate
hammer (500 g)
Scotch-brite
Controle na Aplicação
Resistência a MEK e Tolueno
– São usados para confirmar se a cura foi completa
Testes de aderência
– Após 24 h
Testes de Cura (secagem)
– Resistência à unha
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Controle na AplicaçãoRadiômetro
Controle total do processo
– Dose: energia total recebida por unidade de área pela superfície do substrato durante a aplicação. Varia com o tempo. Unidade: J/cm2
– Irradiância (Intensidade): número de fótons recebidos por unidade de área pela superfície do substrato. Varia com a potência da lâmpada, distância substrato/lâmpada, conjunto lâmopada/refletor. Unidade: W/cm2
– Velocidade da linha. Unidade: m/min
Monitoramento do desempenho da lâmpada UV
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Controle na AplicaçãoRadiômetro
Rápida verificação de problemas de cura
Estabelecimento de condições ideais de cura: equipamento e tinta/verniz
Otimização de uso de lâmpadas
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Fatores que influenciam na curaEfeito da cor do substrato
Reflexão e absorção da luz UV
Substratos: Branco, Transparente e Refletivo
– A velocidade de cura pode aumentar em 20% nos substratos brancos comparado aos negros.
– Substratos transparentes e refletivos favorecem a velocidade de cura (~40%).
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Fatores que influenciam na curaCor, Concentração e Tamanho de partícula
Alta Baixa
Tamanho de partícula
Pequenas Grandes
Vermelho Amarelo Verde Azul Pigmentos
Pobre Média Boa
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Cura
Concentraçãode pigmento
Tamanho departícula
Cor
Fatores que influenciam na curaEspessura de Camada
Quanto maior a camada do filme (transparente ou pigmentado), maior é a dificuldade de cura.
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Pobre Média BoaCura
Espessurade filme
Espessos
Finos
Fatores que influenciam na cura
Equipamento de cura UV
– Intensidade da luz UV gerada pela lâmpada
– Espectro da luz UV
– Tipo de lâmpada UV / Potência / Energia
– Número de lâmpadas
– Conversor de velocidade;
– Refletores
– Atmosfera inerte
Formulação
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Importante
A cura correta é a propriedade mais importante para o desempenho do produto. Todas as outras propriedades são decorrentes e/ou se originam desta.
Uma cura deficiente prejudica todas as outras características como: resistência ao risco, adesão, etc.
Também a viscosidade e a reologia do produto asseguram a fluidez do produto no equipamento de aplicação.
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